Циклический режим работы аккумуляторной батареи

Циклический режим работы аккумуляторной батареи – это режим полного заряда от первичного источника тока – зарядного устройства с последующим разрядом до появления признаков конца разряда.

Именно такой режим определяет срок службы аккумуляторов, и нормируется заводом их изготовителей. В чистом виде он осуществляется при проведении контрольных циклов для определения фактической или остаточной ёмкости аккумуляторов. В таком же режиме или близком к нему эксплуатируются аккумуляторные батареи, являющиеся основными источниками электрической энергии. Это относится к батареям напольного транспорта, аккумуляторам фонарей и устройств мобильной связи.

Заряд батарей производится постоянным током от статического преобразователя.

Свинцовые аккумуляторные батареи для резервного питания стационарных потребителей заряжают от стабилизатора тока до достижения конечного значения напряжения на элемент, умноженный на количество элементов в батарее. Значение тока заряда выбирается из условия резерва времени от снятия энергии до новой постановки на заряд. В зависимости от нагрузки батарея может быть разряжена до конечного напряжения 1,8 В на элемент. Если же по техническим условиям разряд ведется до более низких значений конечного напряжения, то при последующем заряде необходимо сообщать повышенную ёмкость. Для этого после часового перерыва по окончании обычного заряда батарею необходимо снова поставить на заряд током, равным 0,4 максимального зарядного тока. При появлении интенсивного газовыделения заряд прерывается на один час. Такой режим продолжается до тех пор, пока газовыделение не начинается Возможны и другие режимы восстановления емкости, подробно рассмотренные позже тотчас после включения зарядного тока.

Для поддержания неизменного значения напряжения на нагрузке на всем протяжении разряда возможно применение так называемых «концевых» аккумуляторов с элементным коммутатором.

При эксплуатации батареи с элементным коммутатором неизбежно происходит неравномерный разряд отдельных аккумуляторов, что приводит к «разбеганию» их характеристик. Избежать этого возможно при разряде батареи на нагрузку через широтно-импульсный стабилизатор (ШИС) напряжения разряда.

Широкое использование щелочных аккумуляторных батарей в режиме циклирования обусловлено тем, что значительная разница между напряжением конца заряда и рабочим напряжением, являющаяся их существенным недостатком, не имеет значения для потребителей энергии. Специальные зарядные преобразователи – первичные источники постоянного тока, позволяют забыть о разнице зарядных и рабочих напряжений.

Режим разряда в эксплуатации тяговых никель-железных аккумуляторных батарей, установленных на средствах напольного транспорта – электротележках и подъемниках, может отличаться от идеального. В реальности он представляет собой чередующиеся участки нагрузки с паузами. Паузы могут быть обусловлены стоянками транспортных средств и, так называемым, выбегом, когда движение происходит по инерции без затрат энергии.

Заряд щелочных аккумуляторных батарей производится, как правило, постоянным по величине током. Исключением является заряд вторичных источником средств мобильной связи – он производится от источников постоянного напряжения. Достоверным критерием окончания заряда полностью разряженной батареи служит значение сообщенной емкости. Оно должно в полтора раза превышать значение фактической емкости заряжаемой батареи. Нормальным режимом заряда щелочных аккумуляторных батарей считается заряд током, не превышающим 25% номинальной емкости. Превышение этой величины приводит к перегреву электролита, усиленному газовыделению и, как следствие, снижению коэффициента использования зарядного тока.

При отсутствии необходимости быстрого заряда и наличии резерва времени предпочтительными являются режимы заряда меньшими по величине токами, лежащими в границах оптимального коэффициента использования зарядного тока.

Длительные разряды малыми токами, отсутствие усиленных зарядов, накопление углекислых солей в электролите приводят к частичной потере ёмкости аккумуляторами. При снижении емкости необходимо провести несколько циклов заряда-разряда, во время которых аккумуляторам сообщается 300% номинальной емкости. Перед проведением таких циклов необходимо сменить электролит.

Такой же режим применяется для формировки аккумуляторов при введении их в эксплуатацию и контрольных циклах для определения фактической ёмкости. Как правило, срок службы задается в циклах, т.е. в количестве полных зарядов и разрядов до снижения фактической ёмкости ниже гарантированной. В эксплуатации уровень фактической ёмкости определяется потребителем исходя из задач, выполняемых источником тока.

В процессе циклирования контролируются напряжение батареи, токи заряда и разряда, время проведения режимов температура, плотность и химиический состав электролита.

В эксплуатации возможен заряд щелочных аккумуляторов при постоянном напряжении первичного источника электрической энергии.

Глубокие разряды аккумуляторов ниже предельно допустимых значений для каждой электрохимической системы действуют на них губительно, сокращая сроки службы. Поэтому при проведении зарядно-разрядных циклов в аппаратуре должны быть предусмотрены устройства контроля минимально допустимого напряжения, прекращающие режим разряда аккумуляторных батарей.